DE112019006429T5

DE112019006429T5 - Filter zur Beseitigung von Störungen aus Signalen

Info

Publication number: DE112019006429T5
Application number: DE112019006429.0T
Authority: DE
Inventors: Peter Bliem; Tero Juhani Niemi
Original assignee: Ams International AG
Current assignee: Ams International AG
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-09-23
Also published as: WO2020135955A1; US20220103165A1; CN113228510A

Abstract

Ein Beispielsystem enthält einen Eingangsanschluss, der so betrieben werden kann, dass er ein Eingangssignal mit ersten Impulsen empfängt, eine erste Verzögerungsschaltung und eine Latch-Schaltung. Die erste Verzögerungsschaltung ist betreibbar, um ein erstes Verzögerungssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen. Das erste Verzögerungssignal hat zweite Impulse, von denen jeder eine entsprechende abfallende Flanke aufweist, die in Bezug auf eine entsprechende abfallende Flanke der ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Die zweite Verzögerungsschaltung ist so betreibbar, dass sie ein zweites Verzögerungssignal auf der Grundlage des Eingangssignals erzeugt. Das zweite Verzögerungssignal hat dritte Impulse, die jeweils eine entsprechende fallende Flanke enthalten, die gegenüber einer entsprechenden steigenden Flanke der ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Die Verriegelungsschaltung ist betreibbar, um ein Verriegelungssignal basierend auf dem ersten Verzögerungssignal und basierend auf dem zweiten Verzögerungssignal zu erzeugen.

Description

TECHNIKBEREICH
Die Offenlegung bezieht sich auf Filter zur Entfernung von Störungen aus Signalen.
HINTERGRUND
Ein Filter kann verwendet werden, um Komponenten eines elektronischen Signals zu entfernen oder anderweitig abzuschwächen. Ein Signal kann beispielsweise eine oder mehrere Primärkomponenten (z. B. Signalkomponenten, die Daten darstellen) und eine oder mehrere Rauschkomponenten (z. B. eine oder mehrere Signalstörungen, die die Interpretation der Primärkomponente stören können, wie z. B. Signalspitzen oder Rauschen) enthalten. Ein Filter kann verwendet werden, um die Rauschkomponenten teilweise oder vollständig zu unterdrücken, während die Primärkomponenten im Signal erhalten bleiben.
Beispiele für Filter sind u. a. lineare oder nichtlineare Filter, zeitinvariante oder zeitvariante Filter, kausale oder nicht-kausale Filter, analoge oder digitale Filter, zeitdiskrete oder zeitkontinuierliche Filter, passive oder aktive Filter und Filter mit unendlicher Impulsantwort (IIR) oder endlicher Impulsantwort (FIR).
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt Filter zum Entfernen von Störungen aus elektronischen Signalen. In einer Beispielimplementierung enthält ein Filter zwei parallele Verzögerungsschaltungen zur gleichzeitigen Verarbeitung eines Eingangssignals und eine Latch-Schaltung zur Erzeugung eines Ausgangssignals auf der Grundlage der verarbeiteten Signale von den Verzögerungsschaltungen.
Die erste Verzögerungsschaltung empfängt das Eingangssignal mit einem oder mehreren Impulsen und gibt ein erstes Verzögerungssignal mit einem oder mehreren Impulsen aus, die dem einen oder den mehreren Impulsen des Eingangssignals entsprechen. Für jeden Impuls des ersten Verzögerungssignals tritt die ansteigende Flanke des Impulses zur gleichen oder im Wesentlichen zur gleichen Zeit auf wie die ansteigende Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals. Für jeden Impuls des ersten Verzögerungssignals ist jedoch die abfallende Flanke des Impulses in Bezug auf die abfallende Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals zeitlich verzögert. Dementsprechend überspannen die Impulse des ersten Verzögerungssignals ein längeres Zeitintervall im Vergleich zu den Impulsen des Eingangssignals.
Die zweite Verzögerungsschaltung empfängt ebenfalls das Eingangssignal und gibt ein zweites Verzögerungssignal mit einem oder mehreren invertierten Impulsen aus, die dem einen oder den mehreren Impulsen des Eingangssignals entsprechen. Für jeden invertierten Impuls des zweiten Verzögerungssignals tritt die ansteigende Flanke des Impulses zur gleichen oder im Wesentlichen zur gleichen Zeit auf wie die abfallende Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals. Für jeden invertierten Impuls des zweiten Verzögerungssignals ist die abfallende Flanke des Impulses jedoch zeitlich verzögert in Bezug auf die ansteigende Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals. Dementsprechend überspannen die invertierten Impulse des zweiten Verzögerungssignals ein kürzeres Zeitintervall im Vergleich zu den Impulsen des Eingangssignals.
Das erste und das zweite Verzögerungssignal werden in eine Latch-Schaltung (z. B. eine S-R-Latch-Schaltung, wie eine mit zwei NAND-Gattern implementierte) eingegeben, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Das Ausgangssignal behält bestimmte Arten von Signalkomponenten des Eingangssignals bei (z. B. Signalimpulse mit Impulsdauern, die länger sind als die durch die Verzögerungsschaltungen eingeführte Zeitverzögerung), während andere Arten von Signalkomponenten (z. B. Spikes, Rauschen und Signalimpulse mit Impulsdauern, die kürzer sind als die durch die Verzögerungsschaltungen eingeführte Zeitverzögerung) unterdrückt werden. Als Beispiel kann das Ausgangssignal Signalimpulse enthalten, die einem 1-MHz-Rechtecksignal entsprechen, während Signalimpulse, die einem 12,5-MHz-Rechtecksignal entsprechen, unterdrückt werden.
Implementierungen des Filters können einen oder mehrere technische Vorteile bieten. Zum Beispiel kann der Filter verwendet werden, um nützliche Komponenten eines Signals zu erhalten (z. B. Signalkomponenten, die Daten darstellen, die zwischen zwei oder mehreren elektronischen Geräten übertragen werden), während andere Komponenten des Signals unterdrückt werden (z. B. eine oder mehrere Signalstörungen, die die Interpretation der Daten stören können, wie z. B. Signalspitzen, Rauschen oder Impulse mit Frequenzen, die höher sind als von bestimmten Geräten interpretiert werden können). So können Daten zwischen zwei oder mehreren elektronischen Geräten genauer übertragen werden.
In einem Aspekt umfasst ein System einen Eingangsanschluss, der so betrieben werden kann, dass er ein Eingangssignal mit einem oder mehreren ersten Impulsen empfängt, eine erste Verzögerungsschaltung und eine zweite Verzögerungsschaltung, die elektrisch parallel zueinander mit dem Eingangsanschluss gekoppelt sind, und eine Latch-Schaltung, die elektrisch mit der ersten Verzögerungsschaltung und der zweiten Verzögerungsschaltung gekoppelt ist. Die erste Verzögerungsschaltung ist betreibbar, um ein erstes Verzögerungssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen. Das erste Verzögerungssignal hat einen oder mehrere zweite Pulse. Jeder zweite Impuls enthält eine entsprechende abfallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende abfallende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Die zweite Verzögerungsschaltung ist so betreibbar, dass sie ein zweites Verzögerungssignal auf der Grundlage des Eingangssignals erzeugt. Das zweite Verzögerungssignal hat einen oder mehrere dritte Impulse. Jeder dritte Impuls enthält eine entsprechende fallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende steigende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Die Verriegelungsschaltung ist so betreibbar, dass sie ein Verriegelungssignal basierend auf dem ersten Verzögerungssignal und basierend auf dem zweiten Verzögerungssignal erzeugt.
Implementierungen dieses Aspekts können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen.
In einigen Implementierungen kann die erste Verzögerungsschaltung eine erste Filterschaltung, eine erste Triggerschaltung und einen ersten Schalter umfassen. Der erste Schalter kann so betrieben werden, dass er bei steigenden Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals geschlossen und bei fallenden Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals geöffnet wird.
In einigen Implementierungen kann der erste Schalter, wenn er geschlossen ist, eine Massespannung an einen Eingang der ersten Triggerschaltung anlegen. Wenn der zweite Schalter geöffnet ist, kann eine erste invertierte gefilterte Version des Eingangssignals an den Eingang der ersten Triggerschaltung angelegt werden.
In einigen Implementierungen kann die erste Triggerschaltung eine Schmitt-Trigger-Inverterschaltung enthalten.
In einigen Implementierungen kann die erste Triggerschaltung so betrieben werden, dass sie als das erste Verzögerungssignal einen ersten oberen Wert ausgibt, wenn der erste Schalter die Massespannung an den Eingang der ersten Triggerschaltung anlegt.
In einigen Implementierungen kann die erste Triggerschaltung so betrieben werden, dass sie als erstes Verzögerungssignal einen ersten niedrigeren Wert ausgibt, wenn die erste invertierte gefilterte Version des Eingangssignals über einen ersten Schwellenwert steigt.
In einigen Implementierungen kann die zweite Verzögerungsschaltung eine zweite Filterschaltung, eine zweite Triggerschaltung und einen zweiten Schalter umfassen. Der zweite Schalter kann so betrieben werden, dass er während der fallenden Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals geschlossen und während der steigenden Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals geöffnet wird.
In einigen Implementierungen kann der erste Schalter, wenn der zweite Schalter geschlossen ist, eine Schienenspannung an einen Eingang der ersten Triggerschaltung anlegen. Wenn der zweite Schalter geöffnet ist, kann eine zweite invertierte gefilterte Version des Eingangssignals an den Eingang der zweiten Triggerschaltung angelegt werden.
In einigen Implementierungen kann die zweite Triggerschaltung eine Schmitt-Trigger-Schaltung enthalten.
In einigen Implementierungen kann die zweite Triggerschaltung so betrieben werden, dass sie als das zweite Verzögerungssignal einen zweiten oberen Wert ausgibt, wenn der zweite Schalter die Schienenspannung an den Eingang der zweiten Triggerschaltung anlegt.
In einigen Implementierungen kann die zweite Triggerschaltung so betrieben werden, dass sie als zweites Verzögerungssignal einen zweiten niedrigeren Wert ausgibt, wenn die zweite invertierte gefilterte Version des Eingangssignals unter einen zweiten Schwellenwert sinkt.
In einigen Implementierungen kann die Latch-Schaltung eine S-R-Latch-Schaltung umfassen.
In einigen Implementierungen kann die Latch-Schaltung so betrieben werden, dass sie als das Latch-Signal einen dritten oberen Wert ausgibt, wenn das zweite Verzögerungssignal unter einen dritten Schwellenwert abfällt, während das erste Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist. Die Verriegelungsschaltung kann so betreibbar sein, dass sie als das Verriegelungssignal einen dritten unteren Wert ausgibt, wenn das erste Verzögerungssignal unter den dritten Schwellenwert abfällt und gleichzeitig das zweite Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist.
In einigen Implementierungen kann das Eingangssignal eine erste Signalkomponente und eine zweite Signalkomponente enthalten, und wobei das Latch-Signal die erste Signalkomponente ohne die zweite Signalkomponente umfasst.
In einigen Implementierungen kann die erste Signalkomponente eine erste Frequenz haben. Die zweite Signalkomponente kann eine zweite Frequenz haben, die höher ist als die erste Frequenz.
In einigen Implementierungen kann die erste Frequenz 1 MHz und die zweite Frequenz 12,5 MHz betragen.
In einigen Implementierungen kann die erste Signalkomponente einen oder mehrere erste Teile enthalten, die mit einem ersten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, und die zweite Signalkomponente kann einen oder mehrere zweite Teile enthalten, die mit einem zweiten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, das sich vom ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet.
In einigen Implementierungen kann das erste Kommunikationsprotokoll der Schnittstellenstandard Inter-Integrated Circuit (I2C) und das zweite Kommunikationsprotokoll der Schnittstellenstandard Mobile Industry Processor Interface (MIPI) 13C sein.
In einigen Implementierungen kann das System eine erste elektrische Komponente und eine zweite elektrische Komponente umfassen. Das erste elektrische Bauteil kann elektrisch mit dem Eingangsanschluss gekoppelt sein und so betrieben werden, dass es das Eingangssignal an den Eingangsanschluss liefert. Das zweite elektrische Bauteil kann elektrisch mit der Verriegelungsschaltung gekoppelt sein und kann so betrieben werden, dass es das Verriegelungssignal von der Verriegelungsschaltung empfängt.
In einigen Implementierungen kann die erste elektrische Komponente einen Sensor umfassen. Das Eingangssignal kann eine vom Sensor erhaltene Messung anzeigen.
In einigen Implementierungen kann die erste elektrische Komponente ein Kommunikationsgerät enthalten. Das Eingangssignal kann ein von dem Kommunikationsgerät erzeugtes Kommunikationssignal enthalten.
In einigen Implementierungen kann die zweite elektrische Komponente so betrieben werden, dass sie einen oder mehrere Signalverarbeitungsschritte basierend auf dem Latch-Signal durchführt.
In einem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren den Empfang eines Eingangssignals mit einem oder mehreren ersten Impulsen und die Erzeugung eines ersten Verzögerungssignals auf der Grundlage des Eingangssignals. Das erste Verzögerungssignal hat einen oder mehrere zweite Pulse. Jeder zweite Impuls enthält eine jeweilige abfallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende abfallende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Das Verfahren umfasst auch das Erzeugen eines zweiten Verzögerungssignals basierend auf dem Eingangssignal. Das zweite Verzögerungssignal hat einen oder mehrere dritte Impulse. Jeder dritte Impuls enthält eine entsprechende fallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende steigende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Das Verfahren umfasst auch das Erzeugen eines Latch-Signals durch eine Latch-Schaltung, basierend auf dem ersten Verzögerungssignal und basierend auf dem zweiten Verzögerungssignal.
Implementierungen dieses Aspekts können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen.
In einigen Implementierungen kann das Erzeugen des ersten Verzögerungssignals das Anlegen einer Massespannung an einen Eingang einer ersten Triggerschaltung umfassen, wenn das Eingangssignal größer als ein erster Schalterwert ist, und das Anlegen einer ersten invertierten gefilterten Version des Eingangssignals an den Eingang der ersten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal kleiner als der erste Schalterwert ist.
In einigen Implementierungen kann das Erzeugen des ersten Verzögerungssignals das Ausgeben eines ersten oberen Wertes durch die erste Triggerschaltung als das erste Verzögerungssignal nach dem Anlegen der Massespannung an den Eingang der ersten Triggerschaltung umfassen.
In einigen Implementierungen kann das Erzeugen des ersten Verzögerungssignals das Ausgeben eines ersten niedrigeren Wertes durch die erste Triggerschaltung als das erste Verzögerungssignal beinhalten, wenn die erste invertierte gefilterte Version des Eingangssignals über einen ersten Schwellenwert steigt.
In einigen Implementierungen kann das Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals das Anlegen einer Schienenspannung an einen Eingang einer zweiten Triggerschaltung umfassen, wenn das Eingangssignal kleiner als ein zweiter Schalterwert ist, und das Anlegen einer zweiten invertierten gefilterten Version des Eingangssignals an den Eingang der zweiten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal größer als der zweite Schalterwert ist.
In einigen Implementierungen kann das Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals das Ausgeben eines zweiten oberen Wertes durch die zweite Triggerschaltung als das zweite Verzögerungssignal nach dem Anlegen der Schienenspannung an den Eingang der zweiten Triggerschaltung umfassen.
In einigen Implementierungen kann das Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals das Ausgeben eines zweiten niedrigeren Wertes durch die zweite Triggerschaltung als zweites Verzögerungssignal beinhalten, wenn die zweite invertierte gefilterte Version des Eingangssignals unter einen zweiten Schwellenwert fällt.
In einigen Implementierungen kann das Erzeugen des Latch-Signals das Ausgeben eines dritten oberen Wertes durch die Latch-Schaltung als das Latch-Signal beinhalten, wenn das zweite Verzögerungssignal unter einen dritten Schwellenwert abfällt, während das erste Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist, Weiterhin kann das Erzeugen des Latch-Signals das Ausgeben eines dritten unteren Wertes durch die Latch-Schaltung als das Latch-Signal beinhalten, wenn das erste Verzögerungssignal unter den dritten Schwellenwert abfällt, während das zweite Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist.
In einigen Implementierungen kann das Eingangssignal eine erste Signalkomponente und eine zweite Signalkomponente enthalten. Das Latch-Signal kann die erste Signalkomponente ohne die zweite Signalkomponente enthalten.
In einigen Implementierungen kann die erste Signalkomponente eine erste Frequenz haben. Die zweite Signalkomponente kann eine zweite Frequenz haben, die höher ist als die erste Frequenz.
In einigen Implementierungen kann die erste Frequenz 1 MHz und die zweite Frequenz 12,5 MHz betragen.
In einigen Implementierungen kann die erste Signalkomponente einen oder mehrere erste Abschnitte enthalten, die mit einem ersten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen. Die zweite Signalkomponente kann einen oder mehrere zweite Abschnitte enthalten, die mit einem zweiten Kommunikationsprotokoll konsistent sind, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet.
In einigen Implementierungen kann das erste Kommunikationsprotokoll der Schnittstellenstandard Inter-Integrated Circuit (I2C) und das zweite Kommunikationsprotokoll der Schnittstellenstandard Mobile Industry Processor Interface (MIPI) 13C sein.
In einigen Implementierungen kann das Verfahren außerdem den Empfang des Eingangssignals von einem Sensor umfassen. Das Eingangssignal kann eine vom Sensor erhaltene Messung anzeigen.
In einigen Implementierungen kann das Verfahren außerdem den Empfang des Eingangssignals von einem Kommunikationsgerät umfassen. Das Eingangssignal kann ein von der Kommunikationsvorrichtung erzeugtes Kommunikationssignal enthalten.
In einigen Implementierungen kann das Verfahren außerdem die Durchführung eines oder mehrerer Signalverarbeitungsschritte basierend auf dem Latch-Signal umfassen.
In einem anderen Aspekt enthält eine Verzögerungsschaltung einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss. Die Verzögerungsschaltung ist in der Lage, ein Eingangssignal am Eingangsanschluss zu empfangen. Das Eingangssignal hat einen oder mehrere erste Pulse. Die Verzögerungsschaltung ist auch betreibbar, um ein Verzögerungssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen. Das Verzögerungssignal hat einen oder mehrere zweite Impulse. Jeder zweite Impuls enthält eine jeweilige abfallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende abfallende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist, und eine jeweilige ansteigende Flanke, die zeitlich mit einer entsprechenden ansteigenden Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zusammenfällt. Die Verzögerungsschaltung kann auch so betrieben werden, dass sie das Verzögerungssignal an dem Ausgangsanschluss ausgibt.
In einem anderen Beispiel enthält eine Verzögerungsschaltung einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss. Die Verzögerungsschaltung ist so betreibbar, dass sie ein Eingangssignal am Eingangsanschluss empfängt. Das Eingangssignal hat einen oder mehrere erste Impulse. Die Verzögerungsschaltung ist auch betreibbar, um ein Verzögerungssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen. Das Verzögerungssignal hat einen oder mehrere zweite Impulse. Jeder zweite Impuls enthält eine jeweilige abfallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende ansteigende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitverzögert ist, und eine jeweilige ansteigende Flanke, die zeitgleich mit einer entsprechenden abfallenden Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse ist. Die Verzögerungsschaltung kann auch so betrieben werden, dass sie das Verzögerungssignal an der Ausgangsklemme ausgibt.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargestellt. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen.
Figurenliste

ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften elektronischen Systems.
ist eine schematische Darstellung eines Beispiel-Filtermoduls.
zeigen beispielhafte Einschwingvorgänge des in dargestellten Filtermoduls während des Betriebs.
ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiel-Filtermoduls.
zeigen beispielhafte Einschwingvorgänge des in dargestellten Filtermoduls während des Betriebs.
ist ein Flussdiagramm eines Beispielprozesses zur Filterung eines elektronischen Signals.
ist eine schematische Darstellung einer Beispielschaltung zur Erkennung einer steigenden Flanke.
ist ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Schaltung zur Erkennung einer fallenden Flanke.
zeigt beispielhafte Einschwingvorgänge der in dargestellten Schaltung zur Erkennung steigender Flanken und der in dargestellten Schaltung zur Erkennung fallender Flanken während des Betriebs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften elektronischen Systems 100. Das elektronische System 100 umfasst eine erste elektronische Komponente 102, eine zweite elektronische Komponente 104 und ein Filtermodul 106. In einer beispielhaften Verwendung des elektronischen Systems 100 erzeugt die erste Komponente 102 ein elektronisches Eingangssignal s_in (t) und überträgt das Eingangssignal s_in (t) an das Filtermodul 106. Das Filtermodul 106 filtert das Eingangssignal s_in (t) Das Filtermodul 106 filtert das Eingangssignal (z.B. bewahrt bestimmte nützliche Komponenten des Signals, wie Komponenten, die Daten darstellen, während es andere Komponenten des Signals, wie Rauschen, unterdrückt) und gibt ein gefiltertes elektronisches Signal s_aus (t) an die Komponente 104 aus.
Die Komponenten 102 und 104 können beliebige elektronische Komponenten sein, die Daten senden und/oder empfangen. Bei den Komponenten 102 und/oder 104 kann es sich beispielsweise um ein Sensormodul (z. B. eine Komponente, die Messungen einer Umgebung vornimmt und Sensorsignale erzeugt, die die Messungen anzeigen), ein Kommunikationsgerät (z. B. eine Komponente, die Kommunikationssignale erzeugt, die elektronische Nachrichten oder andere Informationen anzeigen) oder andere Arten von elektronischen Geräten handeln.
In einigen Fällen enthält das Eingangssignal s_in (t) einen oder mehrere Impulse (z. B. eine oder mehrere Variationen in der Signalamplitude, wie Rechteckimpulse, Cosinus-Quadrat-Impulse, Dirac-Impulse, Sinc-Impulse, Gauß-Impulse oder Impulse mit anderen Formen) enthalten. Das Filtermodul 106 kann das Eingangssignal filtern s_in (t) so filtern, dass das Ausgangssignal s_aus (t) bestimmte Pulse aus dem Eingangssignal beibehält s_ein (t) Das Filtermodul 106 kann das Eingangssignal so filtern, dass das Ausgangssignal bestimmte Impulse des Eingangssignals beibehält (z. B. Impulse mit einer bestimmten Frequenz oder einem bestimmten Frequenzbereich), während andere Arten von Signalkomponenten (z. B. Spitzen, Rauschen und Impulse mit einer anderen Frequenz oder einem anderen Frequenzbereich, wie z. B. 12,5 MHz) unterdrückt werden.
zeigt ein Beispiel für ein Filtermodul 106. Das Filtermodul 106 umfasst einen Eingangsanschluss 202, eine Verzögerungsschaltung 204, eine Latch-Schaltung 206 und einen Ausgangsanschluss 208. Bei einer beispielhaften Verwendung des Filtermoduls 106 empfängt das Filtermodul 106 ein Eingangssignal s_in (t) an der Eingangsklemme 202. Die Verzögerungsschaltung 204 erzeugt eine verzögerte Version des Eingangssignals s_Verzögerung (t). Ein Latch-Satz-Signal s_einstellen (t) wird basierend auf dem Eingangssignal s_in (t) und dem verzögerten Signal s_Verzögerung (t) unter Verwendung eines NAND-Gatters 210 erzeugt. Weiterhin wird ein Latch-Reset-Signal s_res (t) auf der Grundlage des Eingangssignals s_in (t) und dem verzögerten Signal s_Verzögerung (t) unter Verwendung eines ODER-Gatters 212 erzeugt. Das Latch-Reset-Signal s_res (t) und das Latch-Setzsignal s_Setzen (t) werden in die Latch-Schaltung 206 (z.B. eine S-R-Latch-Schaltung, wie eine mit zwei NAND-Gattern implementierte) eingegeben, um das Ausgangssignal s_aus (t). Das Ausgangssignal s_aus (t) wird an der Ausgangsklemme 208 ausgegeben.
zeigt beispielhafte Einschwingvorgänge 300 des Filtermoduls 106 während des Betriebs.
Wie in gezeigt, ist das verzögerte Signal s_Verzögerung (t) eine verzögerte Version des Eingangssignals ist s_in (t) in Bezug auf das Eingangssignal zeitlich verzögert ist s_in (t). Wie in gezeigt, umfasst die Verzögerungsschaltung 204 einen Inverter 214, einen Widerstand 216 und einen Kondensator 218, die ein RC-Filter bilden, sowie einen Schmitt-Trigger-Inverter 220. Wenn das Eingangssignal s_in (t) an die Verzögerungsschaltung 204 angelegt wird, wird das Eingangssignal s_in (t) durch den Inverter 214 invertiert und gemäß dem RC-Filter gefiltert (z.B. geglättet gemäß einer RC-Zeitkonstante), um ein RC-gefiltertes Signal zu erzeugen s_RC (t). Das RC-gefilterte Signal s_RC (t) wird in den Schmitt-Trigger-Inverter 220 eingegeben, der das verzögerte Signal s_Verzögerung (t). Der Schmitt-Trigger-Inverter 220 ist eine Triggerschaltung mit Hysterese, die (i) ein Signal ausgibt, das von einer niedrigen Spannungsamplitude auf eine hohe Spannungsamplitude umschaltet, wenn eine Amplitude eines Eingangssignals von oberhalb eines Triggerschwellwerts auf unterhalb des Triggerschwellwerts abfällt, und (ii) ein Signal ausgibt, das von einer hohen Spannungsamplitude auf eine niedrige Spannungsamplitude umschaltet, wenn die Amplitude des Eingangssignals von unterhalb des Triggerschwellwerts auf oberhalb des Triggerschwellwerts ansteigt.
Wie in gezeigt, enthält das verzögerte Signal s_Verzögerung (t) eine Anzahl von Impulsen enthält, die jeweils einem anderen entsprechenden Impuls im Eingangssignal entsprechen s_Eingang (t). Allerdings ist jeder der Impulse des verzögerten Signals s_Verzögerung (t) ist jedoch zeitlich verzögert in Bezug auf die entsprechenden Impulse des Eingangssignals s_Eingang (t). Diese Verzögerung wird durch den RC-Filter und den Schmitt-Trigger-Inverter 220 verursacht. Zum Beispiel kann die Spannung über dem Kondensator als Funktion der Zeit während der Entladung definiert werden als: $V_{c} = V_{s u p p l y} e^{\frac{t}{R C}},$
wobei V_c die Spannung über dem Kondensator 218 ist, V_Versorgung die Versorgungsspannung ist, t die verstrichene Zeit seit dem Beginn der Entladung des Kondensators 218 ist und RC die Zeitkonstante ist. Wenn der Schmitt-Trigger so ausgelegt ist, dass der Ausgang den Zustand ändert, wenn der Eingang in der Mitte des Versorgungsbereichs liegt, ist die Zeitkonstante unter Verwendung der obigen Beziehung RC Zeitkonstante ungefähr gleich 0,7RC: $t = - L N (V_{c} / V_{s u p p l y} * R C = - l n (0.5) * R C = 0.69 * R C$
Entsprechend steuern die RC Werte zusammen mit der Schmitt-Trigger-Schwelle die Verzögerung steuern.
Wie in dem Beispiel von gezeigt, ist das Latch-Reset-Signal s_res (t) eine ODER-Funktion aus dem Eingangssignal s_in (t) und dem verzögerten Signal s_Verzögerung (t) das von der Verzögerungsschaltung 204 ausgegeben wird. Wenn entweder das Eingangssignal s_in (t) und das verzögerte Signal s_Verzögerung (t) eine hohe Spannungsamplitude hat (z. B. eine Schienenspannung des Systems), hat das Latch-Reset-Signal s_res (t) ebenfalls eine hohe Spannungsamplitude. Wenn weder das Eingangssignal s_in (t) noch das verzögerte Signal s_Verzögerung (t) eine hohe Spannungsamplitude haben, hat das Latch-Reset-Signal s_res (t) eine niedrige Spannungsamplitude (z. B. Masse).
Wie in weiter gezeigt, ist das Latch-Set-Signal s_setzen (t) eine NAND-Funktion aus dem Eingangssignal s_in (t) und dem verzögerten Signal s_Verzögerung (t) das von der Verzögerungsschaltung 204 ausgegeben wird. Wenn sowohl das Eingangssignal s_in (t) und das verzögerte Signal s_Verzögerung (t) eine hohe Spannungsamplitude haben (z. B. eine Schienenspannung des Systems), hat das Latch-Set-Signal s_res (t) eine niedrige Spannungsamplitude. Andernfalls hat das Latch-Set s_Setzen (t) eine hohe Spannungsamplitude (z. B. Masse).
Wie in gezeigt, wird das Ausgangssignal s_aus (t) auf der Grundlage des Latch-Reset-Signals s_res (t) und dem Latch-Setzsignal s_setzen(t). Wenn das Latch-Setzsignal s_setzen (t) von einer hohen Spannungsamplitude auf eine niedrige Spannungsamplitude abfällt, während das Latch-Reset-Signal s_bzw. (t) eine hohe Spannungsamplitude hat, geht das Ausgangssignal s_aus (t) von einer niedrigen Spannungsamplitude zu einer hohen Spannungsamplitude über. Wenn das Latch-Reset-Signal s_res (t) von einer hohen Spannungsamplitude auf eine niedrige Spannungsamplitude abfällt, während das Latch-Setzsignal s_setzen (t) eine hohe Spannungsamplitude hat, geht das Ausgangssignal s_aus (t) von einer hohen Spannungsamplitude zu einer niedrigen Spannungsamplitude über.
Das Ausgangssignal s_aus (t) stellt eine gefilterte und verzögerte Version des Eingangssignals dar s_in (t). Zum Beispiel können transiente Störungen im Eingangssignal s_in (t) (z.B. Signalimpulse mit Impulsdauern, die kürzer sind als die durch die Verzögerungsschaltungen eingeführte Zeitverzögerung, wie z.B. Signalspitzen, Rauschen oder andere störende Signalkomponenten) aufgrund der Filterung durch den RC-Filter bei der Erzeugung des verzögerten Signals entfernt oder anderweitig abgeschwächt werden s_Verzögerung (t). In der Praxis kann der RC-Filter abgestimmt werden (z.B. durch Auswahl geeigneter Widerstands- und Kapazitätswerte für den Widerstand 216 und den Kondensator 218), um sein Filterverhalten und seine Verzögerungswirkung auf das Ausgangssignal einzustellen s_aus (t). Außerdem wird jeder Impuls des Eingangssignals s_in (t) durch den Triggerausgang des Schmitt-Trigger-Inverters 220 bei der Erzeugung des verzögerten Signals geschärft wird s_Verzögerung (t). Dementsprechend kann das Ausgangssignal s_aus (t) von der empfangenden elektronischen Komponente genauer interpretiert werden (z.B. im Vergleich zum Eingangssignal s_in (t)).
In einigen Fällen kann das Filtermodul 106 weniger geeignet sein, bestimmte hochfrequente Signalanteile (z. B. hochfrequente Impulse) aus dem Eingangssignal herauszufiltern s_in (t). Als Beispiel zeigt beispielhafte Einschwingvorgänge 302 des Filtermoduls 106 während des Betriebs. In diesem Beispiel enthält das Eingangssignal s_in (t) eine Folge von niederfrequenten Impulsen (z. B. 1-MHz-Impulse), die im Ausgangssignal beibehalten werden sollen s_aus (t), gefolgt von einer Sequenz von Impulsen höherer Frequenz (z. B. 12,5-MHz-Impulse), die aus dem Ausgangssignal entfernt werden sollen s_aus (t). Während der Folge von Impulsen niedrigerer Frequenz steigt das RC-gefilterte Signal s_RC (t) an und klingt entsprechend der RC-Zeitkonstante vollständig ab. Entsprechend erzeugt das Filtermodul ein Ausgangssignal s_aus (t) das eine gefilterte und verzögerte Version des Eingangssignals darstellt s_ein (t).
Während der Folge von höherfrequenten Impulsen hat das RC-gefilterte Signal s_RC (t) nicht genügend Zeit, um entsprechend der RC-Zeitkonstante vollständig anzusteigen oder abzufallen, und weist stattdessen eine Gleichstromverschiebung auf (z. B. einen Zwischenwert zwischen der unteren Spannungsamplitude und der hohen Spannungsamplitude). Dies kann zu einem ungewollten Umschalten des verzögerten Signals s_Verzögerung (t) (z. B. aufgrund einer unbeabsichtigten Auslösung des Schmitt-Trigger-Inverters 220) und kann zu einem anomalen Ausgangssignal s_aus (t) (z. B. ein Ausgangssignal, das nicht mehr eine gefilterte und verzögerte Version des Eingangssignals darstellt s_in (t)) aufgrund des Umschaltens der Latch-Schaltung 206.
Zur Veranschaulichung ist der Abschnitt 304 der Einschwingvorgänge 302 in detaillierter dargestellt. Wie in gezeigt, erzeugt das Filtermodul nach einigen hochfrequenten Impulsen im Eingangssignal s_in (t)erzeugt das Filtermodul ein Ausgangssignal s_aus (t) ein Ausgangssignal mit einem langen Impuls hoher Spannungsamplitude 302, der nicht weggefiltert wird. Dementsprechend können elektronische Komponenten, die das Ausgangssignal empfangen s_aus (t) das Signal möglicherweise falsch interpretieren.
zeigt ein weiteres Beispiel für ein Filtermodul 400. In einigen Fällen kann das Filtermodul 400 verwendet werden, um bestimmte Arten von Signalkomponenten eines Eingangssignals zu erhalten (z. B. Signalimpulse mit einer bestimmten Frequenz oder einem bestimmten Frequenzbereich, wie 1 MHz), während andere Arten von Signalkomponenten unterdrückt werden (z. B. Signalimpulse mit einer anderen Frequenz oder einem anderen Frequenzbereich, wie 12,5 MHz). In einigen Fällen kann das Filtermodul 400 zum Filtern von Signalen verwendet werden, die zwischen zwei elektrischen Komponenten übertragen werden (z. B. wie in dargestellt).
Das Filtermodul 400 umfasst einen Eingangsanschluss 402, eine Verzögerungsschaltung 404 für die ansteigende Flanke und eine Verzögerungsschaltung 406 für die abfallende Flanke, die elektrisch parallel mit dem Eingangsanschluss 402 gekoppelt sind, eine Latch-Schaltung 408, die elektrisch mit den Ausgängen der Verzögerungsschaltung 404 für die ansteigende Flanke und der Verzögerungsschaltung 406 für die abfallende Flanke gekoppelt ist, und einen Ausgangsanschluss 410, der elektrisch mit einem Ausgang der Latch-Schaltung 408 gekoppelt ist.
In einem Anwendungsbeispiel des Filtermoduls 400 empfängt das Filtermodul 400 ein Eingangssignal s_in (t) an der Eingangsklemme 402. Die Verzögerungsschaltung 406 für die fallende Flanke empfängt das Eingangssignal s_in (t) von der Eingangsklemme 402 und gibt ein Latch-Reset-Signal s_res (t) mit einem oder mehreren Impulsen (z.B. Perioden hoher Spannung, wie einer Schienenspannung) entsprechend einem oder mehreren Impulsen des Eingangssignals s_in (t). Für jeden Impuls des Latch-Reset-Signals s_res'(t) Die ansteigende Flanke des Impulses (z.B. der Übergang von einer niedrigen Spannung, z.B. Masse, zu einer hohen Spannung, z.B. einer Schienenspannung) tritt zur gleichen oder im Wesentlichen zur gleichen Zeit auf wie die ansteigende Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals s_in (t). Jedoch wird für jeden Impuls des Latch-Reset-Signals s_bzw.'(t) die abfallende Flanke des Impulses (z.B. der Übergang von einer hohen Spannung zu einer niedrigen Spannung) zeitlich in Bezug auf die abfallende Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals verzögert ist s_in (t). Dementsprechend erstrecken sich die Pulse des Latch-Reset-Signals s_bzw.'(t) ein längeres Zeitintervall im Vergleich zu den Impulsen des Eingangssignals s_in (t).
Die Verzögerungsschaltung 404 für steigende Flanken empfängt ebenfalls das Eingangssignal s_in (t) und gibt ein Latch-Satzsignal s_setzen'(t) mit einem oder mehreren invertierten Impulsen (z.B. Perioden niedriger Spannung, wie Masse), die dem einen oder den mehreren Impulsen des Eingangssignals s_in (t). Für jeden invertierten Impuls des Latch-Setsignals s_setzen'(t). die ansteigende Flanke des Impulses tritt zur gleichen oder im wesentlichen zur gleichen Zeit auf wie die abfallende Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals s_in (t). Für jeden invertierten Impuls des Latchsetsignals s_setzen'(t) die abfallende Flanke des Impulses zeitlich gegenüber der ansteigenden Flanke des entsprechenden Impulses des Eingangssignals verzögert ist s_in (t). Dementsprechend überspannen die invertierten Impulse des Latchsetsignals s_setzen'(t) ein kürzeres Zeitintervall im Vergleich zu den Impulsen des Eingangssignals s_in (t).
Das Latch-Reset-Signal s_res'(t) und das Latch-Rücksetzsignal s_res'(t) werden in die Latch-Schaltung 408 (z.B. eine S-R-Latch-Schaltung, wie eine, die mit zwei NAND-Gattern implementiert ist) eingegeben, um ein Ausgangssignal s_aus'(t) zu erzeugen, das an der Ausgangsklemme 410 ausgegeben wird. Das Ausgangssignal s_aus' (t) behält bestimmte Arten von Signalkomponenten des Eingangssignals s_in (t) Das Ausgangssignal behält bestimmte Arten von Signalkomponenten des Eingangssignals bei (z. B. Signalimpulse mit Impulsdauern, die länger als die durch die Verzögerungsschaltungen eingeführte Zeitverzögerung sind), während andere Arten von Signalkomponenten (z. B. Spitzen, Rauschen und Signalimpulse mit Impulsdauern, die kürzer als die durch die Verzögerungsschaltungen eingeführte Zeitverzögerung sind) unterdrückt werden. Beispielsweise kann das Ausgangssignal Signalimpulse beibehalten, die einem 1-MHz-Rechtecksignal entsprechen, während Signalimpulse, die einem 12,5-MHz-Rechtecksignal entsprechen, unterdrückt werden.
zeigt beispielhafte Einschwingvorgänge 500 der Filtermodule 106 und 400 während des Betriebs. In diesem Beispiel wird ein Eingangssignal s_in (t) mit Pulsbreiten von 800 ns, 400 ns, 200 ns und 100 ns an die Filtermodule 106 und 400 mit einer Verzögerung von 50 ns angelegt, und die resultierenden Latch-Reset-Signale s_bzw. (t) und s_res'(t) der Filtermodule 106 bzw. 400 werden gemessen.
Wie in gezeigt, enthält die Verzögerungsschaltung für die fallende Flanke 406 einen Inverter 412, einen Widerstand 414 und einen Kondensator 416, die ein RC-Filter bilden, einen Schalter 418 (z. B. einen n-Typ-Schalter) und einen Schmitt-Trigger-Inverter 420. Wenn das Eingangssignal s_in (t) an die Verzögerungsschaltung 406 für die fallende Flanke angelegt wird, wird das Eingangssignal s_in (t) wird das Eingangssignal auch an ein Steuer-Gate des Schalters 418 angelegt. Wenn das Eingangssignal s_in (t) von einer niedrigen Spannungsamplitude (z. B. Masse) zu einer hohen Spannungsamplitude (z. B. Schienenspannung) übergeht, schließt der Schalter 418 (z. B. wenn die Spannungsamplitude einen Schaltwert des Schalters 418 überschreitet). Nach dem Schließen des Schalters 418 liegt am Eingang des Schmitt-Trigger-Inverters 420 eine Massespannung an.
Der Schmitt-Trigger-Inverter 420 ist eine Triggerschaltung mit Hysterese, die (i) ein Signal ausgibt, das von einer niedrigen Spannungsamplitude zu einer hohen Spannungsamplitude umschaltet, wenn eine Amplitude eines Eingangssignals von oberhalb eines Schwellen-Triggerwerts auf unterhalb des Schwellen-Triggerwerts abnimmt, und (ii) ein Signal ausgibt, das von einer hohen Spannungsamplitude zu einer niedrigen Spannungsamplitude umschaltet, wenn die Amplitude des Eingangssignals von unterhalb des Schwellen-Triggerwerts auf oberhalb des Schwellen-Triggerwerts ansteigt. Entsprechend gibt der Schmitt-Trigger-Inverter 420 beim Schließen des Schalters 418 ein Latch-Reset-Signal s_res'(t) aus, das von einer niedrigen Spannungsamplitude auf eine hohe Spannungsamplitude umschaltet (z.B. einen Impuls mit einer ansteigenden Flanke bildet, die zur gleichen oder im Wesentlichen zur gleichen Zeit wie die ansteigende Flanke des Impulses des Eingangssignals s_in (t)).
Wenn das Eingangssignal s_in (t) von einer hohen Spannungsamplitude zu einer niedrigen Spannungsamplitude übergeht, öffnet der Schalter 418 (z. B. wenn die Spannungsamplitude den Schaltwert des Schalters 418 überschreitet). Beim Öffnen des Schalters 418 wird das Eingangssignal s_in (t) durch den Inverter 412 invertiert und gemäß dem durch den Widerstand 414 und den Kondensator 416 gebildeten RC-Filter gefiltert (z.B. geglättet gemäß einer RC-Zeitkonstante), um ein RC-gefiltertes Signal zu erzeugen s_RC,herbst (t). Das RC-gefilterte Signal s_RC,herbst (t) wird in den Schmitt-Trigger-Inverter 420 eingegeben. Der Schmitt-Trigger-Inverter 420 gibt ein Latch-Reset-Signal s_bzw.'(t) das von einer hohen Spannungsamplitude zu einer niedrigen Spannungsamplitude umschaltet, wenn das RC-gefilterte Signal s_RC,herbst (t) über den Schwellenwert des Triggers ansteigt (z.B. Bildung eines Impulses mit einer fallenden Flanke, die gegenüber der fallenden Flanke des Impulses des Eingangssignals zeitlich verzögert ist s_in (t)).
Wie in gezeigt, stellt das Latch-Reset-Signal s_res'(t) das von der Verzögerungsschaltung 406 erzeugt wird, eine gefilterte und verzögerte Version des Eingangssignals s_in (t) über jede der verschiedenen Impulsbreiten und entspricht eher der abfallenden Flanke eines „idealen“ verzögerten Eingangssignals s_in,ideal (t) (z.B. eine perfekt zeitverschobene Version des Eingangssignals s_in (t)) und der steigenden Flanke des Eingangssignals s_in (t). Im Gegensatz dazu enthält das Latch-Reset-Signal s_res (t) Das vom Filtermodul 106 erzeugte Latch-Reset-Signal enthält dagegen Impulse, die im Vergleich zu den Impulsen des Eingangssignals in der Breite stärker abweichen s_in (t) abweicht (z. B. als Reaktion auf die schmaleren Impulse auf der rechten Seite der Diagramme).
zeigt weitere Beispiel-Einschwingvorgänge 510 der Filtermodule 106 und 400 im Betrieb. In diesem Beispiel wird ein Eingangssignal s_in (t) mit Pulsbreiten von 800 ns, 400 ns, 200 ns und 100 ns an die Filtermodule 106 und 400 mit einer Verzögerung von 50 ns angelegt, und die resultierenden Latch-Set-Signale s_setzen (t) und s_setzen'(t) der Filtermodule 106 bzw. 400 werden gemessen.
Wie in weiter gezeigt, enthält die Verzögerungsschaltung für steigende Flanken 404 einen Inverter 422, einen Widerstand 424 und einen Kondensator 426, die ein RC-Filter bilden, einen Schalter 428 (z. B. einen p-Schalter) und einen Schmitt-Trigger 430. Wenn das Eingangssignal s_in (t) an die Verzögerungsschaltung für steigende Flanken 404 angelegt wird, wird das Eingangssignal s_in (t) wird das Eingangssignal auch an ein Steuer-Gate des Schalters 428 angelegt. Wenn das Eingangssignal s_in (t) von einer hohen Spannungsamplitude (z. B. Schienenspannung) zu einer niedrigen Spannungsamplitude (z. B. Masse) übergeht, schließt der Schalter 428 (z. B. wenn die Spannungsamplitude einen Schaltwert des Schalters 418 überschreitet). Beim Schließen des Schalters 428 wird Schienenspannung an den Eingang des Schmitt-Triggers 430 angelegt.
Der Schmitt-Trigger 430 ist eine Triggerschaltung mit Hysterese, die (i) ein Signal ausgibt, das von einer niedrigen Spannungsamplitude auf eine hohe Spannungsamplitude umschaltet, wenn eine Amplitude eines Eingangssignals von unterhalb eines Schwellen-Triggerwertes auf oberhalb des Schwellen-Triggerwertes ansteigt, und (ii) ein Signal ausgibt, das von einer hohen Spannungsamplitude auf eine niedrige Spannungsamplitude umschaltet, wenn die Amplitude des Eingangssignals von oberhalb des Schwellen-Triggerwertes auf unterhalb des Schwellen-Triggerwertes abfällt. Dementsprechend gibt der Schmitt-Trigger 430 beim Schließen des Schalters 428 ein Latch-Set-Signal s_setzen'(t) aus, das von einer niedrigen Spannungsamplitude auf eine hohe Spannungsamplitude umschaltet (z.B. einen invertierten Impuls bildet, dessen ansteigende Flanke zur gleichen oder im Wesentlichen zur gleichen Zeit wie die abfallende Flanke des Impulses des Eingangssignals auftritt s_in (t)).
Wenn das Eingangssignal s_in (t) von einer niedrigen Spannungsamplitude zu einer hohen Spannungsamplitude übergeht, öffnet der Schalter 428 (z. B. wenn die Spannungsamplitude den Schaltwert des Schalters 428 überschreitet). Beim Öffnen des Schalters 428 wird das Eingangssignal s_in (t) durch den Inverter 422 invertiert und gemäß dem durch den Widerstand 424 und den Kondensator 426 gebildeten RC-Filter gefiltert (z.B. geglättet gemäß einer RC-Zeitkonstante), um ein RC-gefiltertes Signal zu erzeugen s_RC,steigen (t). Das RC-gefilterte Signal s_RC,Steigen (t) wird in den Schmitt-Trigger 430 eingegeben. Der Schmitt-Trigger 430 gibt ein Latch-Set-Signal s_setzen'(t) das von einer hohen Spannungsamplitude zu einer niedrigen Spannungsamplitude umschaltet, wenn das RC-gefilterte Signal s_RC,steigen (t) unter den Schwellenwert des Triggers abfällt (z. B. durch Bildung eines invertierten Impulses mit einer abfallenden Flanke, die in Bezug auf die ansteigende Flanke des Impulses des Eingangssignals zeitlich verzögert ist s_in (t).
Wie in gezeigt, stellt das von der Verzögerungsschaltung 404 s_setzen'(t) das von der Verzögerungsschaltung 404 für die ansteigende Flanke erzeugt wird, eine invertierte, gefilterte und verzögerte Version des Eingangssignals s_in (t) über jede der verschiedenen Impulsbreiten und entspricht eher der steigenden Flanke einer invertierten Version eines „idealen“ verzögerten Eingangssignals s_in,ideal (t) (z.B. eine perfekt zeitverschobene Version des Eingangssignals s_in (t)) und der abfallenden Flanke des Eingangssignals s_in (t). Im Gegensatz dazu enthält das vom Filtermodul 106 erzeugte Latch-Set-Signal s_setzen (t) das vom Filtermodul 106 erzeugt wird, invertierte Impulse, die in der Breite stärker abweichen als die Impulse des Eingangssignals s_in (t) (z. B. aufgrund der schmaleren Impulse auf der rechten Seite der Diagramme).
Das Latch-Rücksetzsignal s_res'(t) das von der Verzögerungsschaltung 406 für die fallende Flanke erzeugt wird, und das Latch-Setzsignal s_setzen'(t) das von der Verzögerungsschaltung 404 für die steigende Flanke erzeugt wird, werden in die Latch-Schaltung 408 eingegeben (z. B. ein S-R-Latch, wie eines, das mit zwei NAND-Gattern implementiert ist). Die Latch-Schaltung 408 kann in ähnlicher Weise funktionieren wie die in beschriebene Latch-Schaltung 206.
zeigt zum Beispiel beispielhafte Einschwingvorgänge 520 des Filtermoduls 400 während des Betriebs. Wie in gezeigt, nimmt die Amplitude des Latch-Set-Signals s_setzen'(t) von einer hohen Spannungsamplitude auf eine niedrige Spannungsamplitude abfällt, während gleichzeitig das Latch-Reset-Signal s_bzw.'(t) eine hohe Spannungsamplitude hat, geht das Ausgangssignal s_aus'(t) von einer niedrigen Spannungsamplitude zu einer hohen Spannungsamplitude über. Wenn das Latch-Reset-Signal s_res'(t) von einer hohen Spannungsamplitude auf eine niedrige Spannungsamplitude abfällt, während das Latch-Setzsignal s_setzen'(t) eine hohe Spannungsamplitude hat, geht das Ausgangssignal s_aus'(t) von einer hohen Spannungsamplitude auf eine niedrige Spannungsamplitude über.
Das Ausgangssignal s_aus'(t) stellt eine gefilterte und verzögerte Version des Eingangssignals dar s_in (t). Zum Beispiel können transiente Störungen im Eingangssignal s_in (t) (z.B. Signalspitzen, Rauschen und Signalimpulse mit Impulsdauern, die kürzer als die durch die Verzögerungsschaltungen eingeführte Zeitverzögerung sind) entfernt oder anderweitig durch die Filterung durch die RC-Filter bei der Erzeugung des Latch-Reset-Signals s_res'(t) und des Latch-Setzsignals s_setzen'(t). In der Praxis können die RC-Filter abgestimmt werden (z.B. durch Auswahl geeigneter Widerstands- und Kapazitätswerte für die Widerstände 414 und 424 und die Kondensatoren 416 und 426), um ihr Filterverhalten und ihre Verzögerungswirkung auf das Latch-Reset-Signal s_bzw.'(t), das Latch-Setzsignal s_setzen'(t). und das Ausgangssignal s_aus (t). Außerdem wird jeder Impuls des Eingangssignals s_in (t) durch die Triggerausgänge des Schmitt-Trigger-Inverters 420 und des Schmitt-Triggers 430 beim Erzeugen des Latch-Reset-Signals s_bzw.'(t) und des Latch-Setzsignals s_setzen'(t). Dementsprechend kann das Ausgangssignal s_aus'(t) von der empfangenden elektronischen Komponente genauer interpretiert werden (z.B. im Vergleich zum Eingangssignal s_in (t)).
Weiterhin kann das Filtermodul 400 besonders geeignet sein, bestimmte hochfrequente Signalanteile (z. B. hochfrequente Impulse) aus dem Eingangssignal herauszufiltern s_in (t). In dem in gezeigten Beispiel enthält das Eingangssignal z. B. s_in (t) eine Folge von niederfrequenten Impulsen (z. B. 1-MHz-Impulse), die im Ausgangssignal beibehalten werden sollen s_aus(t), gefolgt von einer Folge von Impulsen höherer Frequenz (z. B. 12,5 MHz-Impulse), die aus dem Ausgangssignal entfernt werden sollen s_aus' (t). Während der Folge von Impulsen niedrigerer Frequenz wird jedes der RC-gefilterten Signale s_RC,steigen (t) und s_RC,herbst (t) entsprechend seiner jeweiligen RC-Zeitkonstante vollständig auf- und abklingen. Entsprechend erzeugt das Filtermodul ein Ausgangssignal s_aus'(t) das eine gefilterte und verzögerte Version des Eingangssignals darstellt s_in (t).
Weiterhin werden während der Folge von höherfrequenten Impulsen die RC-gefilterten Signale s_RC,steigen (t) und s_RC,herbst (t) Zeit, um entsprechend der RC-Zeitkonstante entweder vollständig anzusteigen oder abzufallen, ohne eine Gleichstromverschiebung zu zeigen. Dementsprechend werden die Auswirkungen der Hochfrequenzimpulse herausgefiltert und führen nicht zu einer Änderung des Latch-Setzsignals s_setzen'(t) oder des Latch-Reset-Signals s_bzw,'(t). Somit werden die Hochfrequenzimpulse aus dem resultierenden Ausgangssignal herausgefiltert s_aus'(t).
Zur Veranschaulichung ist der Teil 522 der Einschwingvorgänge 520 in detaillierter dargestellt. Wie in gezeigt, erzeugt das Filtermodul, obwohl das Eingangssignal s_in (t) wie in gezeigt, obwohl das Eingangssignal mehrere hochfrequente Impulse in einer Sequenz enthält, erzeugt das Filtermodul ein Ausgangssignal s_aus'(t) erzeugt das Filtermodul ein Ausgangssignal, bei dem diese hochfrequenten Impulse entfernt werden, während die niederfrequenten Impulse erhalten bleiben.
Das Filtermodul 400 kann in verschiedenen Kontexten verwendet werden. Zum Beispiel kann das Filtermodul 400 verwendet werden, um nützliche Komponenten eines Signals zu erhalten (z. B. Signalkomponenten, die Daten darstellen, die zwischen zwei oder mehreren elektronischen Geräten übertragen werden), während andere Komponenten des Signals unterdrückt werden (z. B. eine oder mehrere Signalstörungen, die die Interpretation der Daten stören können, wie Signalspitzen, Rauschen oder Impulse mit Frequenzen, die höher sind als von bestimmten Geräten interpretiert werden können). So können Daten zwischen zwei oder mehreren elektronischen Geräten genauer übertragen werden.
In einigen Fällen kann das Filtermodul 400 verwendet werden, um Signalkomponenten, die einem ersten Kommunikationsprotokoll entsprechen, in einem Signal zu erhalten, während Signalkomponenten, die einem zweiten Kommunikationsprotokoll entsprechen, aus dem Signal entfernt werden. Beispielsweise kann das Filtermodul 400 verwendet werden, um Signalkomponenten zu erhalten, die dem Schnittstellenstandard Inter-Integrated Circuit (I2C) entsprechen (z. B. 1-MHz-Impulse), während Signalkomponenten entfernt werden, die dem Schnittstellenstandard Mobile Industry Processor Interface (MIPI) I3C entsprechen (z. B. 12-MHz-Impulse). Dies kann z. B. nützlich sein, um die Kompatibilität zwischen verschiedenen elektronischen Geräten zu verbessern (z. B. durch Entfernen von Signalkomponenten, die ein empfangendes Gerät nicht interpretieren kann, während Signalkomponenten beibehalten werden, die das empfangende Gerät interpretieren kann).
In einigen Fällen kann das Filtermodul verwendet werden, um die Ausgabe eines Sensormoduls zu filtern und die gefilterte Ausgabe einem anderen elektronischen Gerät zur weiteren Verarbeitung und/oder Speicherung bereitzustellen (z. B. einem Computerprozessor, einem Speichergerät usw.). In einigen Fällen kann das Filtermodul verwendet werden, um die Ausgabe für ein Kommunikationsmodul (z. B. einen Funktransceiver) zu filtern und die gefilterte Ausgabe einem anderen elektrischen Gerät zur Interpretation bereitzustellen.
Beispiel-Prozesse
Ein Beispielprozess 600 zur Filterung eines elektronischen Signals ist in dargestellt. In einigen Fällen kann der Prozess 600 durch das System 100 und das in und gezeigte Filtermodul 106 durchgeführt werden.
Bei dem Verfahren 600 wird ein Eingangssignal mit einem oder mehreren ersten Impulsen empfangen (Schritt 610). Als Beispiel kann ein Eingangssignal s_in (t) kann beispielsweise von der Eingangsklemme 412 des Filtermoduls 400 empfangen werden.
Ein erstes Verzögerungssignal wird basierend auf dem Eingangssignal erzeugt (Schritt 620). Das erste Verzögerungssignal hat einen oder mehrere zweite Impulse. Jeder zweite Impuls enthält eine entsprechende fallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende fallende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Als Beispiel kann ein Latch-Reset-Signal $s_{r e s}^{'} (t)$
von der Verzögerungsschaltung 406 des Filtermoduls 400 erzeugt werden.
Techniken zum Erzeugen des ersten Verzögerungssignals sind hierin beschrieben (z. B. in Bezug auf die und ). Zum Beispiel kann das Erzeugen des ersten Verzögerungssignals das Anlegen einer Massespannung an einen Eingang einer ersten Triggerschaltung umfassen, wenn das Eingangssignal größer als ein erster Schaltwert ist, und das Anlegen einer ersten invertierten gefilterten Version des Eingangssignals an den Eingang der ersten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal kleiner als der erste Schaltwert ist. Die erste Triggerschaltung kann als erstes Verzögerungssignal einen ersten oberen Wert beim Anlegen der Massespannung an den Eingang der ersten Triggerschaltung ausgeben. Die erste Triggerschaltung kann als das erste Verzögerungssignal einen ersten unteren Wert ausgeben, wenn die erste invertierte gefilterte Version des Eingangssignals über einen ersten Schwellenwert steigt.
Ein zweites Verzögerungssignal wird basierend auf dem Eingangssignal erzeugt (Schritt 630). Das zweite Verzögerungssignal hat einen oder mehrere dritte Impulse. Jeder dritte Impuls enthält eine entsprechende fallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende steigende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist. Als Beispiel kann ein Latch-Setzsignal $s_{s t z e n}^{'} (t)$
durch die Verzögerungsschaltung 404 für die steigende Flanke des Filtermoduls 400 erzeugt werden.
Techniken zum Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals sind hierin beschrieben (z. B. in Bezug auf die und ). Zum Beispiel kann das Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals das Anlegen einer Schienenspannung an einen Eingang einer zweiten Triggerschaltung umfassen, wenn das Eingangssignal kleiner als ein zweiter Schaltwert ist, und das Anlegen einer zweiten invertierten gefilterten Version des Eingangssignals an den Eingang der zweiten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal größer als der zweite Schaltwert ist. Die zweite Triggerschaltung kann als zweites Verzögerungssignal einen zweiten oberen Wert beim Anlegen der Schienenspannung an den Eingang der zweiten Triggerschaltung ausgeben. Die zweite Triggerschaltung kann als das zweite Verzögerungssignal einen zweiten unteren Wert ausgeben, wenn die zweite invertierte gefilterte Version des Eingangssignals unter einen zweiten Schwellenwert fällt.
Ein Latch-Signal wird von einer Latch-Schaltung basierend auf dem ersten Verzögerungssignal und basierend auf dem zweiten Verzögerungssignal erzeugt (Schritt 640). Als Beispiel kann ein Latch-Signal s_aus (t) mit der Latch-Schaltung 408 des Filtermoduls 400 erzeugt werden (z. B. ein S-R-Latch, wie eines, das mit zwei NAND-Gattern implementiert ist). Das Erzeugen des Latch-Signals kann das Ausgeben eines dritten oberen Wertes durch die Latch-Schaltung als das Latch-Signal beinhalten, wenn das zweite Verzögerungssignal unter einen dritten Schwellenwert abfällt, während das erste Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist. Das Erzeugen des Verriegelungssignals kann das Ausgeben eines dritten unteren Wertes durch die Verriegelungsschaltung als Verriegelungssignal beinhalten, wenn das erste Verzögerungssignal unter den dritten Schwellenwert abfällt und gleichzeitig das zweite Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist.
In einigen Fällen kann das Eingangssignal eine erste Signalkomponente und eine zweite Signalkomponente enthalten. Das Verriegelungssignal kann die erste Signalkomponente ohne die zweite Signalkomponente enthalten. Beispielsweise kann die erste Signalkomponente eine erste Frequenz haben, und die zweite Signalkomponente kann eine zweite Frequenz haben, die höher ist als die erste Frequenz. Beispielsweise kann die erste Frequenz 1 MHz betragen (z. B. entsprechend 1 MHz Signalimpulsen), und wobei die zweite Frequenz 12,5 MHz beträgt (z. B. entsprechend 12,5 MHz Signalimpulsen).
In einigen Fällen kann die erste Signalkomponente einen oder mehrere erste Abschnitte enthalten, die mit einem ersten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, und die zweite Signalkomponente kann einen oder mehrere zweite Abschnitte enthalten, die mit einem zweiten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet. Beispielsweise kann das erste Kommunikationsprotokoll der Schnittstellenstandard Inter-Integrated Circuit (I2C) und das zweite Kommunikationsprotokoll der Schnittstellenstandard Mobile Industry Processor Interface (MIPI) I3C sein.
In einigen Fällen kann das Eingangssignal von einem Sensor empfangen werden. Das Eingangssignal kann eine vom Sensor erhaltene Messung anzeigen (z. B. ein Sensorsignal).
In einigen Fällen kann das Eingangssignal von einem Kommunikationsgerät empfangen werden. Das Eingangssignal kann ein von dem Kommunikationsgerät erzeugtes Kommunikationssignal enthalten.
In einigen Fällen können ein oder mehrere Signalverarbeitungsschritte auf der Grundlage des Latch-Signals durchgeführt werden. Zum Beispiel kann das Latch-Signal von einem Computersystem oder einem anderen Gerät interpretiert und/oder gespeichert werden.
In dem in dargestellten Beispiel-Filtermodul 400 werden eine Verzögerungsschaltung 404 für steigende Flanken und eine Verzögerungsschaltung 406 für fallende Flanken zusammen verwendet, um Eingangssignale für eine Latch-Schaltung 408 zu erzeugen (z. B. um bestimmte Komponenten eines Eingangssignals s_in (t) aus einem Ausgangssignal s_aus (t)). Die Delay-Rising-Edge-Schaltung 404 und/oder die Delay-Down-Edge-Schaltung 406 können jedoch auch für andere Zwecke verwendet werden.
Als Beispiel zeigt eine Schaltung zur Erkennung steigender Flanken 700 mit einer Schaltung zur Verzögerung steigender Flanken 404. Die Schaltung zur Erkennung steigender Flanken 700 kann verwendet werden, um steigende Flanken eines Eingangssignals zu erkennen s_in (t) (z.B. Teile des Eingangssignals s_in (t) (z.B. Teile des Eingangssignals, die von einer niedrigen Spannung, wie z.B. Masse, zu einer hohen Spannung, wie z.B. einer Schienenspannung, übergehen), und einen Signalimpuls beim Auftreten der steigenden Flanke zu erzeugen. Die Verzögerungsschaltung 404 für die steigende Flanke kann der in dargestellten und beschriebenen Verzögerungsschaltung 404 für die steigende Flanke ähnlich sein.
In einem Betriebsbeispiel der Schaltung zur Erkennung steigender Flanken 700 wird der Ausgang der Schaltung zur Verzögerung steigender Flanken 404 (d. h. das Latch-Signal s_setzen'(t)) wird in ein UND-Gatter 702 eingegeben. Außerdem wird das Eingangssignal s_in (t) ebenfalls in das UND-Gatter 702 eingegeben. Wenn sowohl das Latch-Soll-Signal s_setzen'(t) und das Eingangssignal s_in (t) auf einer hohen Spannung liegen, gibt das UND-Gatter 702 eine hohe Spannung als Erkennungssignal für eine steigende Flanke aus s_{Anstiegs_kante} (t). Andernfalls gibt das UND-Gatter 702 eine niedrige Spannung als Erkennungssignal für die steigende Flanke aus s_{Anstiegs_kante} (t).
zeigt beispielhafte Einschwingvorgänge 800 der Schaltung zur Erkennung steigender Flanken 700 während des Betriebs. Wie in gezeigt, beginnen die Signalimpulse des Erkennungssignals der steigenden Flanke s_Anstiegs__kante (t) zur gleichen oder im Wesentlichen zur gleichen Zeit wie die steigenden Flanken des Eingangssignals s_in (t). Außerdem hat jeder der Signalimpulse des Erkennungssignals für die steigende Flanke s_{Anstiegs_kante} (t) die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Breite, unabhängig von der Impulsfrequenz (z. B. entsprechend der Verzögerung, die durch die Verzögerungsschaltung 404 für steigende Flanken eingeführt wird).
Als weiteres Beispiel zeigt eine Schaltung zur Erkennung fallender Flanken 710, die eine Verzögerungsschaltung für fallende Flanken 406 enthält. Die Schaltung zur Erkennung fallender Flanken 710 kann verwendet werden, um fallende Flanken eines Eingangssignals zu erkennen s_in (t) (z.B. Teile des Eingangssignals s_in (t) die von einer hohen Spannung, wie z. B. einer Schienenspannung, zu einer niedrigen Spannung, wie z. B. Masse, übergehen), und einen Signalimpuls beim Auftreten der fallenden Flanke zu erzeugen. Die Schaltung für die fallende steigende Flanke 406 kann ähnlich wie die in gezeigte und beschriebene Schaltung für die verzögerte fallende Flanke 406 sein.
In einem Betriebsbeispiel der Schaltung zur Erkennung der fallenden Flanke 710 wird der Ausgang der Schaltung zur Verzögerung der fallenden Flanke 406 (d. h. das Latch-Reset-Signal s_res'(t)) wird in ein UND-Gatter 712 eingegeben. Außerdem wird eine invertierte Version des Eingangssignals s_in (t) (z. B. das Eingangssignal, nachdem es den Inverter 412 durchlaufen hat) ebenfalls in das UND-Gatter 712 eingegeben. Wenn sowohl das Latch-Reset-Signal s_res'(t) und die invertierte Version des Eingangssignals s_in (t) auf einer hohen Spannung liegen, gibt das UND-Gatter 712 eine hohe Spannung als Erkennungssignal für eine fallende Flanke aus s_{Sturz_Kante} (t) . Andernfalls gibt das UND-Gatter 712 eine niedrige Spannung als Erkennungssignal für die fallende Flanke aus s_{Sturz_Kante} (t).
zeigt beispielhafte Einschwingvorgänge 810 der Schaltung zur Erkennung der fallenden Flanke 710 während des Betriebs. Wie in gezeigt, beginnen die Signalimpulse des Erkennungssignals für die fallende Flanke s_{Sturz_Kante} (t) zur gleichen oder im Wesentlichen zur gleichen Zeit wie die fallenden Flanken des Eingangssignals s_in (t). Außerdem hat jeder der Signalimpulse des Erkennungssignals für die fallende Flanke s_{Sturz_Kante} (t) unabhängig von der Impulsfrequenz die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Breite (z. B. entsprechend der Verzögerung, die durch die Verzögerungsschaltung 406 für die fallende Flanke eingeführt wird).
Beispielsysteme
Einige Implementierungen des in dieser Spezifikation beschriebenen Gegenstands und der Vorgänge können in digitalen elektronischen Schaltungen oder in Computersoftware, Firmware oder Hardware implementiert werden, einschließlich der in dieser Spezifikation offengelegten Strukturen und ihrer strukturellen Äquivalente, oder in Kombinationen von einem oder mehreren davon. Zum Beispiel können in einigen Implementierungen eine oder mehrere Komponenten des Systems 100, das Filtermodul 106, das Filtermodul 400, die Schaltung zur Erkennung steigender Flanken 700 und/oder die Schaltung zur Erkennung fallender Flanken 710 unter Verwendung digitaler elektronischer Schaltungen oder in Computersoftware, Firmware oder Hardware oder in Kombinationen von einem oder mehreren davon implementiert werden. In einem weiteren Beispiel kann der in gezeigte Prozess 600 unter Verwendung digitaler elektronischer Schaltungen oder in Computersoftware, Firmware oder Hardware oder in Kombinationen aus einem oder mehreren davon implementiert werden.
Einige in dieser Spezifikation beschriebene Implementierungen können als eine oder mehrere Gruppen oder Module digitaler elektronischer Schaltungen, Computersoftware, Firmware oder Hardware oder in Kombinationen aus einem oder mehreren davon implementiert werden. Obwohl verschiedene Module verwendet werden können, muss nicht jedes Modul einzeln sein, und mehrere Module können auf derselben digitalen elektronischen Schaltung, Computersoftware, Firmware oder Hardware oder einer Kombination davon implementiert werden.
Einige der in dieser Spezifikation beschriebenen Implementierungen können als ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, d. h. als ein oder mehrere Module von Computerprogrammanweisungen, die auf einem Computerspeichermedium zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder zur Steuerung des Betriebs einer solchen Vorrichtung kodiert sind. Ein Computer-Speichermedium kann ein computerlesbares Speichergerät, ein computerlesbares Speichersubstrat, ein Speicherfeld oder -gerät mit wahlfreiem oder seriellem Zugriff oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon sein oder darin enthalten sein. Während ein Computer-Speichermedium kein propagiertes Signal ist, kann ein Computer-Speichermedium außerdem eine Quelle oder ein Ziel von Computerprogramm-Befehlen sein, die in einem künstlich erzeugten propagierten Signal codiert sind. Das Computer-Speichermedium kann auch eine oder mehrere separate physische Komponenten oder Medien (z. B. mehrere CDs, Disketten oder andere Speichergeräte) sein oder darin enthalten sein.
Der Begriff „Datenverarbeitungsgerät“ umfasst alle Arten von Geräten, Vorrichtungen und Maschinen zur Verarbeitung von Daten, einschließlich eines programmierbaren Prozessors, eines Computers, eines Systems auf einem Chip oder mehrerer oder Kombinationen der vorgenannten. Das Gerät kann spezielle Logikschaltungen enthalten, z. B. ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Die Vorrichtung kann zusätzlich zur Hardware auch Code enthalten, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm schafft, z. B. Code, der eine Prozessor-Firmware, einen Protokollstapel, ein Datenbankmanagementsystem, ein Betriebssystem, eine plattformübergreifende Laufzeitumgebung, eine virtuelle Maschine oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon darstellt. Das Gerät und die Ausführungsumgebung können verschiedene Infrastrukturen mit unterschiedlichen Rechenmodellen realisieren, z. B. Webdienste, verteiltes Rechnen und Grid-Computing-Infrastrukturen.
Ein Computerprogramm (auch als Programm, Software, Softwareanwendung, Skript oder Code bezeichnet) kann in jeder Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, deklarativer oder prozeduraler Sprachen. Ein Computerprogramm kann, muss aber nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei gespeichert werden, die andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere Skripte, die in einem Auszeichnungssprachendokument gespeichert sind), in einer einzelnen Datei, die dem betreffenden Programm gewidmet ist, oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Teile des Codes speichern). Ein Computerprogramm kann zur Ausführung auf einem Computer oder auf mehreren Computern bereitgestellt werden, die sich an einem Standort befinden oder über mehrere Standorte verteilt und über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind.
Einige der in dieser Spezifikation beschriebenen Prozesse und Logikflüsse können von einem oder mehreren programmierbaren Prozessoren ausgeführt werden, die ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Aktionen auszuführen, indem sie Eingangsdaten verarbeiten und Ausgaben erzeugen. Die Prozesse und Logikflüsse können auch von speziellen Logikschaltungen, z. B. einem FPGA (Field Programmable Gate Array) oder einem ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ausgeführt werden, und die Vorrichtung kann auch als solche implementiert werden.
Zu den Prozessoren, die für die Ausführung eines Computerprogramms geeignet sind, gehören beispielsweise sowohl allgemeine und spezielle Mikroprozessoren als auch Prozessoren jeder Art von Digitalcomputern. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor Befehle und Daten aus einem Festwertspeicher oder einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder aus beiden. Ein Computer umfasst einen Prozessor zur Durchführung von Aktionen in Übereinstimmung mit Anweisungen und eine oder mehrere Speichereinrichtungen zum Speichern von Anweisungen und Daten. Ein Computer kann auch ein oder mehrere Massenspeichergeräte zum Speichern von Daten, z. B. magnetische, magnetooptische oder optische Platten, enthalten oder operativ gekoppelt sein, um Daten von diesen zu empfangen oder an diese zu übertragen, oder beides. Ein Computer muss jedoch nicht über solche Vorrichtungen verfügen. Zu den Vorrichtungen, die sich zum Speichern von Computerprogrammanweisungen und Daten eignen, gehören alle Formen von nichtflüchtigen Speichern, Medien und Speichervorrichtungen, z. B. Halbleiterspeichervorrichtungen (z. B. EPROM, EEPROM, Flash-Speichervorrichtungen und andere), Magnetplatten (z. B. interne Festplatten, Wechselplatten und andere), magnetooptische Platten sowie CD-ROM- und DVD-ROM-Platten. Der Prozessor und der Speicher können durch spezielle Logikschaltungen ergänzt werden oder in diese integriert sein.
Um eine Interaktion mit dem Benutzer zu ermöglichen, können Vorgänge auf einem Computer implementiert werden, der eine Anzeigevorrichtung (z. B. einen Monitor oder eine andere Art von Anzeigevorrichtung) zur Anzeige von Informationen für den Benutzer sowie eine Tastatur und eine Zeigevorrichtung (z. B. eine Maus, einen Trackball, ein Tablet, einen berührungsempfindlichen Bildschirm oder eine andere Art von Zeigevorrichtung) besitzt, mit denen der Benutzer Eingaben in den Computer machen kann. Es können auch andere Arten von Geräten verwendet werden, um eine Interaktion mit dem Benutzer zu ermöglichen; zum Beispiel kann das Feedback, das dem Benutzer gegeben wird, jede Form von sensorischem Feedback sein, z. B. visuelles Feedback, auditives Feedback oder taktiles Feedback; und die Eingaben des Benutzers können in jeder Form empfangen werden, einschließlich akustischer, sprachlicher oder taktiler Eingaben. Darüber hinaus kann ein Computer mit einem Benutzer interagieren, indem er Dokumente an ein vom Benutzer verwendetes Gerät sendet und von diesem empfängt, z. B. durch Senden von Webseiten an einen Webbrowser auf einem Client-Gerät des Benutzers als Reaktion auf vom Webbrowser empfangene Anforderungen.
Ein Computersystem kann ein einzelnes Computergerät oder mehrere Computer umfassen, die in der Nähe oder im Allgemeinen entfernt voneinander arbeiten und typischerweise über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander kommunizieren. Beispiele für Kommunikationsnetzwerke sind ein lokales Netzwerk („LAN“) und ein Weitverkehrsnetzwerk („WAN“), ein Inter-Netzwerk (z. B. das Internet), ein Netzwerk mit einer Satellitenverbindung und Peer-to-Peer-Netzwerke (z. B. Ad-hoc-Peer-to-Peer-Netzwerke). Eine Beziehung von Client und Server kann dadurch entstehen, dass Computerprogramme auf den jeweiligen Computern laufen und eine Client-Server-Beziehung zueinander haben.
Obwohl diese Spezifikation viele Details enthält, sollten diese nicht als Einschränkung des Umfangs dessen, was beansprucht werden kann, verstanden werden, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Beispiele spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Spezifikation im Zusammenhang mit separaten Implementierungen beschrieben werden, können auch kombiniert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Implementierung beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden.
Es wurde eine Reihe von Ausführungsformen beschrieben. Dennoch können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend fallen auch andere Ausführungsformen in den Anwendungsbereich der Ansprüche.

Claims

System bestehend aus: eine Eingangsklemme, die zum Empfang eines Eingangssignals mit einem oder mehreren ersten Impulsen betreibbar ist; eine erste Verzögerungsschaltung und eine zweite Verzögerungsschaltung, die parallel zueinander elektrisch mit dem Eingangsanschluss gekoppelt sind, wobei die erste Verzögerungsschaltung betreibbar ist, um ein erstes Verzögerungssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das erste Verzögerungssignal einen oder mehrere zweite Impulse aufweist, wobei jeder zweite Impuls eine jeweilige fallende Flanke umfasst, die in Bezug auf eine entsprechende fallende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist, wobei die zweite Verzögerungsschaltung betreibbar ist, um ein zweites Verzögerungssignal basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Verzögerungssignal einen oder mehrere dritte Impulse aufweist, wobei jeder dritte Impuls eine jeweilige fallende Flanke umfasst, die in Bezug auf eine entsprechende steigende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist; und eine Verriegelungsschaltung, die elektrisch mit der ersten Verzögerungsschaltung und der zweiten Verzögerungsschaltung gekoppelt ist, wobei die Verriegelungsschaltung betreibbar ist, um ein Verriegelungssignal basierend auf dem ersten Verzögerungssignal und basierend auf dem zweiten Verzögerungssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Verzögerungsschaltung eine erste Filterschaltung, eine erste Triggerschaltung und einen ersten Schalter umfasst, wobei der erste Schalter so betreibbar ist, dass er während steigender Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals geschlossen schaltet und während fallender Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals offen schaltet.
System nach Anspruch 2, wobei bei geschlossenem ersten Schalter der erste Schalter eine Massespannung an einen Eingang der ersten Triggerschaltung anlegt, und wobei, wenn der zweite Schalter offen ist, eine erste invertierte gefilterte Version des Eingangssignals an den Eingang der ersten Triggerschaltung angelegt wird.
System nach Anspruch 3, wobei die erste Triggerschaltung eine Schmitt-Trigger-Inverterschaltung umfasst.
System nach Anspruch 4, wobei die erste Triggerschaltung so betreibbar ist, dass sie als erstes Verzögerungssignal einen ersten oberen Wert ausgibt, wenn der erste Schalter die Massespannung an den Eingang der ersten Triggerschaltung anlegt.
System nach Anspruch 5, wobei die erste Triggerschaltung so betreibbar ist, dass sie als das erste Verzögerungssignal einen ersten niedrigeren Wert ausgibt, wenn die erste invertierte gefilterte Version des Eingangssignals über einen ersten Schwellenwert steigt.
System nach Anspruch 1, wobei die zweite Verzögerungsschaltung eine zweite Filterschaltung, eine zweite Triggerschaltung und einen zweiten Schalter umfasst, wobei der zweite Schalter so betreibbar ist, dass er während der fallenden Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals geschlossen schaltet und während der steigenden Flanken des einen oder der mehreren ersten Impulse des Eingangssignals offen schaltet.
System nach Anspruch 7, wobei der erste Schalter, wenn der zweite Schalter geschlossen ist, eine Schienenspannung an einen Eingang der ersten Triggerschaltung anlegt, und wobei, wenn der zweite Schalter offen ist, eine zweite invertierte gefilterte Version des Eingangssignals an den Eingang der zweiten Triggerschaltung angelegt wird.
System nach Anspruch 8, wobei die zweite Triggerschaltung eine Schmitt-Trigger-Schaltung umfasst.
System nach Anspruch 9, wobei die zweite Triggerschaltung so betreibbar ist, dass sie als das zweite Verzögerungssignal einen zweiten oberen Wert ausgibt, wenn der zweite Schalter die Schienenspannung an den Eingang der zweiten Triggerschaltung anlegt.
System nach Anspruch 10, wobei die zweite Triggerschaltung so betreibbar ist, dass sie als das zweite Verzögerungssignal einen zweiten niedrigeren Wert ausgibt, wenn die zweite invertierte gefilterte Version des Eingangssignals unter einen zweiten Schwellenwert abfällt.
System nach Anspruch 1, wobei die Verriegelungsschaltung eine S-R-Verriegelungsschaltung umfasst.
System nach Anspruch 12, wobei die Verriegelungsschaltung betreibbar ist, um: Ausgeben eines dritten oberen Wertes als Latch-Signal, wenn das zweite Verzögerungssignal unter einen dritten Schwellenwert abfällt, während das erste Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist, und Ausgabe eines dritten niedrigeren Wertes als das Latch-Signal, wenn das erste Verzögerungssignal unter den dritten Schwellenwert abfällt, während das zweite Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Eingangssignal eine erste Signalkomponente und eine zweite Signalkomponente umfasst, und wobei das Verriegelungssignal die erste Signalkomponente ohne die zweite Signalkomponente umfasst.
System nach Anspruch 14, wobei die erste Signalkomponente eine erste Frequenz hat, wobei die zweite Signalkomponente eine zweite Frequenz hat, die höher ist als die erste Frequenz.
System nach Anspruch 15, wobei die erste Frequenz 1 MHz ist und die zweite Frequenz 12,5 MHz ist.
System nach Anspruch 14, wobei die erste Signalkomponente einen oder mehrere erste Abschnitte umfasst, die mit einem ersten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, und wobei die zweite Signalkomponente einen oder mehrere zweite Abschnitte umfasst, die mit einem zweiten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet.
System nach Anspruch 17, wobei das erste Kommunikationsprotokoll der Inter-Integrated Circuit (I2C)-Schnittstellenstandard ist und wobei das zweite Kommunikationsprotokoll der Mobile Industry Processor Interface (MIPI) I3C-Schnittstellenstandard ist.
System nach Anspruch 1, das ferner eine erste elektrische Komponente und eine zweite elektrische Komponente umfasst, wobei die erste elektrische Komponente elektrisch mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist und so betrieben werden kann, dass sie das Eingangssignal an den Eingangsanschluss liefert, und wobei das zweite elektrische Bauteil elektrisch mit der Verriegelungsschaltung gekoppelt ist und so betrieben werden kann, dass es das Verriegelungssignal von der Verriegelungsschaltung empfängt.
System nach Anspruch 19, wobei die erste elektrische Komponente einen Sensor umfasst und wobei das Eingangssignal eine durch den Sensor erhaltene Messung angibt.
System nach Anspruch 19, wobei die erste elektrische Komponente eine Kommunikationsvorrichtung umfasst und wobei das Eingangssignal ein von der Kommunikationsvorrichtung erzeugtes Kommunikationssignal umfasst.
System nach Anspruch 19, wobei die zweite elektrische Komponente so betreibbar ist, dass sie einen oder mehrere Signalverarbeitungsschritte basierend auf dem Latch-Signal durchführt.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Empfang eines Eingangssignals mit einem oder mehreren ersten Impulsen; Erzeugen eines ersten Verzögerungssignals basierend auf dem Eingangssignal, wobei das erste Verzögerungssignal einen oder mehrere zweite Impulse aufweist, wobei jeder zweite Impuls eine jeweilige fallende Flanke umfasst, die in Bezug auf eine entsprechende fallende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist; Erzeugen eines zweiten Verzögerungssignals auf der Grundlage des Eingangssignals, wobei das zweite Verzögerungssignal einen oder mehrere dritte Impulse aufweist, wobei jeder dritte Impuls eine jeweilige fallende Flanke umfasst, die in Bezug auf eine entsprechende steigende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist; und Erzeugen eines Latch-Signals durch eine Latch-Schaltung, basierend auf dem ersten Verzögerungssignal und basierend auf dem zweiten Verzögerungssignal.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Erzeugen des ersten Verzögerungssignals umfasst: Anlegen einer Massespannung an einen Eingang einer ersten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal größer als ein erster Schaltwert ist, und Anlegen einer ersten invertierten gefilterten Version des Eingangssignals an den Eingang der ersten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal kleiner als der erste Schaltwert ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Erzeugen des ersten Verzögerungssignals umfasst: Ausgeben eines ersten oberen Wertes durch die erste Triggerschaltung als das erste Verzögerungssignal beim Anlegen der Massespannung an den Eingang der ersten Triggerschaltung.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Erzeugen des ersten Verzögerungssignals umfasst: Ausgeben, durch die erste Triggerschaltung als das erste Verzögerungssignal, eines ersten niedrigeren Wertes, wenn die erste invertierte gefilterte Version des Eingangssignals über einen ersten Schwellenwert steigt.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals umfasst: Anlegen einer Schienenspannung an einen Eingang einer zweiten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal kleiner als ein zweiter Schaltwert ist, und Anlegen einer zweiten invertierten gefilterten Version des Eingangssignals an den Eingang der zweiten Triggerschaltung, wenn das Eingangssignal größer als der zweite Schaltwert ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals umfasst: Ausgeben eines zweiten oberen Wertes durch die zweite Triggerschaltung als das zweite Verzögerungssignal beim Anlegen der Schienenspannung an den Eingang der zweiten Triggerschaltung.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Erzeugen des zweiten Verzögerungssignals umfasst: Ausgeben, durch die zweite Triggerschaltung als das zweite Verzögerungssignal, eines zweiten niedrigeren Wertes, wenn die zweite invertierte gefilterte Version des Eingangssignals unter einen zweiten Schwellenwert sinkt.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Erzeugen des Latch-Signals umfasst: Ausgeben eines dritten oberen Wertes durch die Latch-Schaltung als das Latch-Signal, wenn das zweite Verzögerungssignal unter einen dritten Schwellenwert abfällt, während das erste Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist, und Ausgeben, durch die Latch-Schaltung als das Latch-Signal, eines dritten niedrigeren Wertes, wenn das erste Verzögerungssignal unter den dritten Schwellenwert fällt, während das zweite Verzögerungssignal größer als der dritte Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Eingangssignal eine erste Signalkomponente und eine zweite Signalkomponente umfasst, und wobei das Latch-Signal die erste Signalkomponente ohne die zweite Signalkomponente umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die erste Signalkomponente eine erste Frequenz hat, wobei die zweite Signalkomponente eine zweite Frequenz hat, die höher ist als die erste Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die erste Frequenz 1 MHz ist und die zweite Frequenz 12,5 MHz ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die erste Signalkomponente einen oder mehrere erste Abschnitte umfasst, die mit einem ersten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, und wobei die zweite Signalkomponente einen oder mehrere zweite Abschnitte umfasst, die mit einem zweiten Kommunikationsprotokoll übereinstimmen, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das erste Kommunikationsprotokoll der Inter-Integrated Circuit (I2C)-Schnittstellenstandard ist und wobei das zweite Kommunikationsprotokoll der Mobile Industry Processor Interface (MIPI) I3C-Schnittstellenstandard ist.
Verfahren nach Anspruch 23, das ferner das Empfangen des Eingangssignals von einem Sensor umfasst, wobei das Eingangssignal eine von dem Sensor erhaltene Messung anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend das Empfangen des Eingangssignals von einem Kommunikationsgerät, wobei das Eingangssignal ein von dem Kommunikationsgerät erzeugtes Kommunikationssignal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, das ferner die Durchführung eines oder mehrerer Signalverarbeitungsschritte auf der Grundlage des Latch-Signals umfasst.
Verzögerungsschaltung, die Folgendes umfasst: einen Eingangsanschluss; und eine Ausgangsklemme, wobei die Verzögerungsschaltung betreibbar ist, um: ein Eingangssignal an der Eingangsklemme empfangen, wobei das Eingangssignal einen oder mehrere erste Impulse aufweist, Erzeugen eines Verzögerungssignals auf der Grundlage des Eingangssignals, wobei das Verzögerungssignal einen oder mehrere zweite Impulse aufweist, wobei jeder zweite Impuls eine jeweilige abfallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende abfallende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist, und eine jeweilige ansteigende Flanke umfasst, die zeitlich mit einer entsprechenden ansteigenden Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse übereinstimmt, und geben Sie das Verzögerungssignal an der Ausgangsklemme aus.
Verzögerungsschaltung, bestehend aus: einen Eingangsanschluss; und eine Ausgangsklemme, wobei die Verzögerungsschaltung betreibbar ist, um: ein Eingangssignal an der Eingangsklemme empfangen, wobei das Eingangssignal einen oder mehrere erste Impulse aufweist, Erzeugen eines Verzögerungssignals auf der Grundlage des Eingangssignals, wobei das Verzögerungssignal einen oder mehrere zweite Impulse aufweist, wobei jeder zweite Impuls eine jeweilige abfallende Flanke, die in Bezug auf eine entsprechende ansteigende Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse zeitlich verzögert ist, und eine jeweilige ansteigende Flanke umfasst, die zeitlich mit einer entsprechenden abfallenden Flanke des einen oder der mehreren ersten Impulse übereinstimmt, und geben Sie das Verzögerungssignal an der Ausgangsklemme aus.